苏教版选修4 化学反应原理第二单元 溶液的酸碱性课时练习

系列微专题3：酸碱中和滴定的拓展应用

中和滴定操作不仅适用于酸碱中和反应，还可迁移应用于氧化还原反应的定量测定。

1．原理：以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质；或者间接滴定一些本身并没有氧化性或还原性，但能与某些氧化剂或还原剂反应的物质。

2．试剂：常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、I2、K2Cr2O7等。常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。

3．指示剂：氧化还原滴定法的指示剂有三类：

(1)氧化还原指示剂。

(2)专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝。

(3)自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点时溶液呈现高锰酸钾溶液的浅红色。

4．实例

(1)KMnO4滴定H2C2O4溶液

原理：2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O。

指示剂：酸性KMnO4溶液本身呈紫红色，不用另外选择指示剂，当滴入最后一滴KMnO4溶液后，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色，说明达到滴定终点。

(2)Na2S2O3滴定碘液

原理：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI。

指示剂：用淀粉作指示剂，当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色，说明达到滴定终点。

已知酸性高锰酸钾溶液可以和草酸钠、二氧化硫等物质发生氧化还原反应。

(1)酸性高锰酸钾溶液和草酸钠反应的离子方程式为MnO＋C2O＋H＋―→CO2↑＋Mn2＋＋H2O(未配平)。现称取草酸钠(Na2C2O4)样品1.34 g溶于稀硫酸中，然后用0.20 mol·L－1的高锰酸钾溶液滴定(其中的杂质不跟高锰酸钾和稀硫酸反应)，达到终点时消耗了15.00 mL的高锰酸钾溶液。

①KMnO4溶液应盛放在________(填“酸”或“碱”)式滴定管中。

②判断滴定达到终点时的现象是_________________________________

____________________________________________________________。

③样品中草酸钠的质量分数为________。

(2)请写出酸性高锰酸钾溶液和二氧化硫反应的离子方程式，并用单线桥法标出电子转移的方向和数目：____________________

____________________________________________________。

解析：(1)①KMnO4溶液有强氧化性，会腐蚀橡胶管，应盛放在酸式滴定管中；②KMnO4溶液本身有颜色，在草酸钠没有被消耗完之前，溶液是无色的，当草酸钠反应完后，溶液中因存在MnO而呈浅红色；③由得失电子守恒原理得2n(Na2C2O4)＝5n(KMnO4)，n(Na2C2O4)＝7.5×10－3mol，w(Na2C2O4)＝7.5×10－3mol×134 g·mol－1÷1.34 g×100%＝75%。

(2)KMnO4与SO2反应时，SO2被氧化成SO，MnO被还原为Mn2＋。

答案：(1)①酸　②当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色　③75%

1．中和滴定是一种操作简单、准确度高的定量分析方法。实际工作中也可利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析，这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点，下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是(　　)

A．用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度：KMnO4——浅红色

B．利用“Ag＋＋SCN－===AgSCN↓”原理，可用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度：Fe(NO3)3——浅红色

C．利用“2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋”，用FeCl3溶液测量KI样品中KI的百分含量：淀粉——蓝色

D．利用OH－＋H＋===H2O来测量某盐酸的浓度时：酚酞——浅红色

C　[A中利用过量KMnO4本身的颜色来确定终点；B中利用Fe3＋能与KSCN结合成Fe(SCN)3，浅红色为终点；C中只要反应一开始就有I2生成，溶液就呈蓝色，无法判断终点；D中酚酞由无色滴定到浅红色为终点。]

2．水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：

Ⅰ.取样、氧的固定

用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。

Ⅱ.酸化、滴定

将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I－还原为Mn2＋，在暗处静置5 min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的

I2(2S2O＋I2===2I－＋S4O)。

回答下列问题：

(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是

________________________________________________________________

____________________________________________________。

(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为

________________________________________________________________

____________________________________________________。

(3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。

(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后，用a mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为____________________

_______________________________；若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL，则水样中溶解氧的含量为________mg·L－1。　

(5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________(填“高”或“低”)。

解析：(1)取水样时避免扰动水体表面，这样能保证所取水样中溶解氧量与水体中实际溶解氧量基本相同，以减小实验误差。(2)根据水样与Mn(OH)2碱性悬浊液反应生成MnO(OH)2，可写出固氧的反应为O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2。(3)由于Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略配制，故配制Na2S2O3溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所用蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，这样能除去水中溶解的氧气和CO2，且能杀菌。(4)根据Ⅱ可知MnO(OH)2能将水样中的I－氧化为I2，滴定过程中用淀粉溶液作指示剂，在滴定终点前淀粉遇I2变蓝，达到滴定终点时，I2完全被消耗，溶液蓝色刚好褪去。根据关系式O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3，结合消耗n(Na2S2O3)＝a mol·L－1×b×10－3L＝ab×10－3mol，可求出100.00 mL水样中溶解氧的质量为ab×10－3mol×32 g·mol－1＝8ab×10－3 g＝8ab mg，则该水样中溶解氧的含量为8ab mg÷0.100 00 L＝80ab mg·L－1。(5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会导致读取的Na2S2O3为标准液体积偏小，根据关系式O2～4Na2S2O3，可知测定的溶解氧的含量偏低。

答案：(1)使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差

(2)O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2

(3)量筒　氧气

(4)当滴入最后一滴标准液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内无变化　80ab

(5)低